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1、連續(xù)碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料具有高的比強(qiáng)度、比模量、熱膨脹系數(shù)低、尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)異的力學(xué)性能及物理性能,在航空航天等多個(gè)領(lǐng)域顯示出了巨大的潛力。本文主要研究了真空壓力浸滲法制備連續(xù)碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料以及制備CRALL復(fù)合板的工藝,為制備高性能連續(xù)碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料提供依據(jù)。
采用真空壓力浸滲法制備連續(xù) Cf/Al復(fù)合材料的參數(shù)為浸滲溫度780℃,預(yù)制件預(yù)熱溫度600℃,浸滲壓力為1.5MPa氮?dú)鈮?,浸滲結(jié)束后沖水快速冷
2、卻。當(dāng)預(yù)制件預(yù)熱溫度較低時(shí),不利于浸滲過程的進(jìn)行,復(fù)合材料的致密度低;而預(yù)熱溫度過高時(shí),界面反應(yīng)嚴(yán)重,界面處有較多反應(yīng)產(chǎn)物存在。增大浸滲壓力有利于浸滲過程的進(jìn)行,從而提高材料致密度,減少復(fù)合材料中的空洞。采用溶膠-凝膠法制備的氧化鋁涂層能夠均勻覆蓋于碳纖維表面,能對(duì)碳纖維起到良好的保護(hù)作用。氧化鋁涂層能夠阻止碳纖維與鋁熔體的界面反應(yīng),抑制界面反應(yīng)產(chǎn)物 Al4C3的生成,使得碳纖維與鋁基體的界面較為純凈。同時(shí),氧化鋁涂層能夠改善碳纖維與鋁
3、熔體的潤(rùn)濕性,使浸滲更加完全,所制備出的復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度也有明顯提高。
連續(xù)Cf/Al復(fù)合材料軸向的熱膨脹系數(shù)具有隨著溫度的升高而降低的特點(diǎn),并低于10×10-6K-1(30℃-200℃),這大大低于鋁合金基體的熱膨脹系數(shù),這一特性得益于碳纖維的負(fù)膨脹系數(shù)。因此連續(xù) Cf/Al復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的尺寸穩(wěn)定性。
實(shí)驗(yàn)制備的碳纖維體積分?jǐn)?shù)為20.8%的CRALL復(fù)合層壓板材料的抗拉強(qiáng)度可達(dá)1010MPa,已接近理論強(qiáng)度
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